基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“隧道工程”課程教學(xué)改革探索

李化云 王璐 張?chǎng)?/p>

[摘 要]當(dāng)前，我國(guó)隧道工程領(lǐng)域的技術(shù)得到了迅速發(fā)展，這給高校隧道工程課程教學(xué)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。該課程教學(xué)不僅要讓學(xué)生打好理論基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力也有更高要求。所以，隧道工程課程教學(xué)改革要以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為方向，探索新的教學(xué)理念與教學(xué)模式，這對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用型;人才培養(yǎng);隧道工程;教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）48-0-02[收稿日期] 2020-10-04

在世界范圍內(nèi)，新一輪的產(chǎn)業(yè)變革與科技革命快速發(fā)展，具有新模式、新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)得到蓬勃發(fā)展，因此培養(yǎng)大量?jī)?yōu)秀的應(yīng)用型、新型工程技術(shù)人才勢(shì)在必行隧道工程課程作為一門(mén)工程類(lèi)課程，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新、實(shí)踐能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才，為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)輸送大量人才。尤其是在“一帶一路”倡議下，我國(guó)大量參與或投資了許多“一帶一路”沿線國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。由于國(guó)外地質(zhì)條件、地理環(huán)境、法律法規(guī)等方面與國(guó)內(nèi)的差異，使得參與設(shè)計(jì)施工的人員需要更強(qiáng)的靈活應(yīng)對(duì)的能力以及更好的創(chuàng)新性思維，以解決在具體設(shè)計(jì)施工中的各種問(wèn)題。所以，高校隧道工程課程教學(xué)要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式等進(jìn)行改革，以期滿足社會(huì)對(duì)工程人才的需求。

一、隧道工程課程的特點(diǎn)與改革的必要性

（一）隧道工程課程的特點(diǎn)

隧道工程課程涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)、高等數(shù)學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)等多學(xué)科知識(shí)，其內(nèi)容廣泛，具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉性，同時(shí)注重理論與實(shí)踐的高度結(jié)合。在隧道工程教學(xué)中，教師會(huì)對(duì)隧道工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等方面的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)講授。所以該課程涉及的內(nèi)容較為廣泛龐雜，結(jié)構(gòu)體系較為松散。不僅如此，該課程內(nèi)容涉及大量復(fù)雜難懂的公式，僅靠理論學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要理論與應(yīng)用密切集合。其中，理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要包括隧道勘察、圍巖分級(jí)、圍巖壓力、襯砌結(jié)構(gòu)等，其中在設(shè)計(jì)襯砌結(jié)構(gòu)時(shí)需要運(yùn)用力法方程計(jì)算公式，過(guò)程比較復(fù)雜難懂。在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，還要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。比如，在學(xué)習(xí)隧道實(shí)用技術(shù)時(shí)，會(huì)涉及礦山法、盾構(gòu)法、TBM法等，這些施工方法的學(xué)習(xí)如果僅依靠課上的理論教學(xué)，而不組織學(xué)生進(jìn)工地參觀實(shí)習(xí)，則很難讓學(xué)生真正理解并掌握。

（二）隧道工程課程改革的必要性

基于隧道工程課程的特點(diǎn)，以及當(dāng)前高校隧道工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)隧道工程課程教學(xué)存在諸多問(wèn)題，亟須進(jìn)行教學(xué)改革。其中主要問(wèn)題集中在以下四個(gè)方面。

第一，隧道工程課程現(xiàn)使用的教材主線不明，存在結(jié)構(gòu)體系混亂的問(wèn)題。目前，該課程存在幾十種不同的教材，每種教材各有側(cè)重點(diǎn)?，F(xiàn)有的教材種類(lèi)較為繁雜，教學(xué)內(nèi)容錯(cuò)綜復(fù)雜，往往導(dǎo)致教學(xué)缺乏主線，結(jié)構(gòu)體系混亂，不易于學(xué)生抓住重點(diǎn)。第二，當(dāng)前隧道工程課程教學(xué)模式較為單一，板書(shū)與多媒體相結(jié)合是主要的授課模式，加之教師的知識(shí)灌輸，使得學(xué)生始終處于被動(dòng)接受知識(shí)的地位。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的獨(dú)立思考能力、主觀能動(dòng)性會(huì)逐漸喪失，難以取得良好的學(xué)習(xí)效果。第三，隧道工程課程教學(xué)存在理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生理解并掌握所學(xué)知識(shí)造成了一定影響。隧道工程具有很強(qiáng)的應(yīng)用性與實(shí)踐性，對(duì)于很多的施工工藝與技術(shù)，學(xué)生只有親臨施工現(xiàn)場(chǎng)才能真正了解。但在實(shí)際教學(xué)中，由于缺乏實(shí)習(xí)場(chǎng)地，學(xué)生只能憑借想象去理解隧道工程中涉及的工藝與方法。第四，隧道工程課程的學(xué)時(shí)難以滿足教學(xué)需求。教學(xué)內(nèi)容多與教學(xué)學(xué)時(shí)少是高校教育中普遍存在的一個(gè)矛盾，尤其是對(duì)于內(nèi)容繁雜且難懂的隧道工程課程來(lái)說(shuō)，在有限的課時(shí)內(nèi)很難把所有的知識(shí)點(diǎn)講透徹，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握、應(yīng)用也就很難得到保障。

二、基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的隧道工程課程教學(xué)改革思考

（一）將科研融入教學(xué)，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容

隧道工程是一門(mén)工程學(xué)科，它對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力、理論基礎(chǔ)都有一定的要求。隧道工程專(zhuān)業(yè)的老師如果只是把教材內(nèi)容簡(jiǎn)單的傳達(dá)給學(xué)生，那學(xué)生必然感覺(jué)不到專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的豐富性和趣味性，會(huì)逐漸地對(duì)學(xué)習(xí)感到枯燥乏味，進(jìn)而降低他們的學(xué)習(xí)意愿，最終會(huì)影響他們對(duì)相關(guān)工作的理解和熱愛(ài)。我國(guó)的隧道工程科學(xué)在實(shí)踐和理論的雙重作用下不斷發(fā)展和完善，涌現(xiàn)了一大批具備良好實(shí)用性的新的設(shè)計(jì)理念和工程成果。當(dāng)教師在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦谡n堂教學(xué)內(nèi)容中引入新鮮的和廣受關(guān)注的隧道設(shè)計(jì)施工理念、方法、工藝，尤其是我國(guó)近幾年建成的具有標(biāo)志性的重大隧道工程，比如港珠澳沉管隧道、膠州灣海底隧道等，這些項(xiàng)目所涉及的科研計(jì)劃以及成果都適合給學(xué)生進(jìn)行講解。這一方面能夠讓學(xué)生更好地了解學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展方向，另一方面也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新動(dòng)力以及工程思維，還能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。這不僅對(duì)學(xué)生有很大的益處，教師也可以在此過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)國(guó)內(nèi)外行業(yè)發(fā)展前沿的了解，更加清楚地掌握學(xué)科應(yīng)用與發(fā)展方向，不斷地進(jìn)行自我研究能力的提升與眼界的拓寬，增強(qiáng)自身能力，提高教學(xué)水平，使自己的教學(xué)能夠與最新的科研成果相結(jié)合，豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容與科技發(fā)展保持聯(lián)系，促進(jìn)教師教學(xué)能力與研發(fā)能力的雙重提升。

（二）改革課堂教學(xué)模式，豐富教學(xué)手段

隧道工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教學(xué)需要與工程實(shí)際建設(shè)進(jìn)行結(jié)合，工程建設(shè)中各式各樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法均有一定的變化，這些具有各自特點(diǎn)的技術(shù)很難通過(guò)課堂講授來(lái)進(jìn)行表現(xiàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)際工程施工缺乏了解，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)缺乏認(rèn)知，因此教師需要在授課過(guò)程中來(lái)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程和工程的認(rèn)知。教師需要利用更多豐富多彩的教學(xué)展示手段，使用多媒體教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生展現(xiàn)與工程相關(guān)的視頻、動(dòng)畫(huà)、圖表等內(nèi)容，學(xué)生接收到圖文并茂、虛實(shí)互補(bǔ)的生動(dòng)內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)課程內(nèi)容更好的理解與掌握。在介紹一些具備典型性的工程實(shí)例時(shí)，可以借助于影像、施工照片以及實(shí)物等讓學(xué)生更加直觀的了解工程建設(shè)的全過(guò)程，讓課堂內(nèi)容豐富起來(lái)，學(xué)生也能夠有更加有趣和生動(dòng)的課堂體驗(yàn)，教師借助豐富的內(nèi)容和形式讓學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)獲得更好的理解，激發(fā)他們學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣，同時(shí)將豐富的教學(xué)內(nèi)容融合起來(lái)進(jìn)行教學(xué)，最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。

（三）加強(qiáng)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，為實(shí)踐教學(xué)提供平臺(tái)

在隧道工程領(lǐng)域，很多新工藝、新技術(shù)層出不窮，在當(dāng)前工程建設(shè)中很多新技術(shù)如盾構(gòu)法、TBM法、沉管法等被廣泛應(yīng)用，但高校使用的教材中仍然以傳統(tǒng)的技術(shù)方法如礦山法為主，在講授新技術(shù)、新工藝時(shí)高校的實(shí)驗(yàn)室配置已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需求。面對(duì)這一現(xiàn)狀，高校應(yīng)依托信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，積極與企業(yè)合作，共同開(kāi)展實(shí)踐基地建設(shè)的項(xiàng)目，推進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與運(yùn)行。通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，隧道工程課程中涉及的地鐵施工、海底隧道施工等的全過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)3D可視化，有助于學(xué)生對(duì)隧道工程工藝及技術(shù)的深刻理解，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力具有很大幫助。

（四）聘請(qǐng)一線專(zhuān)家、技術(shù)骨干授課，提高課堂效率

為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的隧道工程應(yīng)用型人才，可以將在工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作的技術(shù)、生產(chǎn)、施工等方面的專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人邀請(qǐng)到學(xué)校給學(xué)生授課或者舉辦相關(guān)的講座，向?qū)W生介紹當(dāng)下隧道施工領(lǐng)域遇到的難題和解決方案，向?qū)W生傳授工作經(jīng)驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)熱點(diǎn)、難點(diǎn)，給學(xué)生傳授最新的隧道工程技術(shù)研究發(fā)展成果，幫助學(xué)生解決專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面的困惑，讓學(xué)生了解最新的學(xué)科動(dòng)態(tài)，使他們具備更好的視野和思路。具備實(shí)踐能力的專(zhuān)家和技術(shù)骨干能夠結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)歷來(lái)向?qū)W生講解實(shí)際工程案例，開(kāi)展實(shí)際案例教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)到與工程設(shè)計(jì)施工相關(guān)的各類(lèi)具備實(shí)踐價(jià)值的知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)隧道工程不同知識(shí)特點(diǎn)的理解，使其逐漸具備解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、結(jié)語(yǔ)

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，隧道工程課程在教學(xué)實(shí)踐中還存在諸多問(wèn)題，如教材結(jié)構(gòu)體系混亂、教學(xué)模式單理論與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)、教學(xué)課時(shí)偏少等。針對(duì)這些問(wèn)題，文中從四個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革的思考，如將科研融入教學(xué)、改革教學(xué)模式與手段、加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、聘請(qǐng)工程一線技術(shù)專(zhuān)家授課等，以期提高學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，為社會(huì)培養(yǎng)能解決實(shí)際工程問(wèn)題、適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用型隧道技術(shù)人才。

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